对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因的分析.doc

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1、·对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因的分析·发布时间：2011-4-1813:55:42　　　来源：其他·    1渐开线直齿圆柱齿轮减速机（山西减速机）传动噪音与振动产生的原因    为从设计角度出发降低齿轮传动系统的噪声，先来分析齿轮系统噪声的种类和发生机理。在齿轮系统中，根据机理的不同，可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。在轮齿啮合时，由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动，由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声；在齿轮动态啮合力作用下，系统的各零部件会产生振动，这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。    对于开式齿轮传动，加速度噪声由轮齿冲击处直

2、接辐射出来，自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。对于闭式齿轮传动，加速度噪声先辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中，再通过齿轮箱辐射出来。自鸣噪声则由齿轮体的振动通过传动轴引起支座振动，从而通过齿轮箱箱壁的振动而辐射出来。一般说来，自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源。    因此，齿轮系统的噪声强度不仅与轮齿啮合的动态激励力有关，而且还与轮体、传动轴、轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。一般来说，齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面：    （1）齿轮设计方面参数选择不当，重合度过小，齿廓修形不当或没有修形，齿轮箱结构不合理等。    （2）齿轮加工

3、方面基节误差和齿形误差过大，齿侧间隙过大，表面粗糙度过大等。    （3）轮系及齿轮箱方面装配偏心，接触精度低，轴的平行度差，轴，轴承支承的刚度不足，轴承的回转精度不高及间隙不当等。    （4）其他方面输入扭矩、负载扭矩的波动，轴系的扭振，电动机及其他传动副的平衡情况等。    2.1齿轮啮合原理对噪音与振动的影响    从渐开线直齿圆柱齿轮的啮合原理上讲，齿轮传动过程中两个共轭齿面之间的摩擦应该是纯滚动运动摩擦，但实际应用中理论上的纯滚动啮合是不存在的，渐开线直齿圆柱齿轮啮合轨迹是滚动运动和相对滑动运动共存的复杂运动，这是难以避免和克服的。在加工齿轮齿面的过程中，如果没有经过最后

4、的齿面的研磨，实际的齿面就类似于不同直线连接起来的曲线，在滚动加滑动摩擦的过程中，摩擦和撞击是在所难免的，噪音和振动也就随之而来了。    2.2齿轮传动重合度及齿轮参数对传动噪音与振动的影响    （1）齿轮传动重合度对传动噪音与振动的影响渐开线直齿圆柱齿轮传动中，重合度ε值是保证齿轮传动连续性、平稳性与承载及抗弯曲能力的重要指标。增大重合度可以减小单对轮齿的弯曲载荷及冲击强度，从而能减小轮齿啮入和啮出时的载荷冲击，降低齿轮传动噪声。其次，随着接触轮齿对数的增加，单对轮齿的传动误差被均化，加之齿面摩擦副中润滑脂的作用，都能减小轮齿的动态噪音和振动的叠加。    （2）模数m的大小对

5、传动噪音与振动的影响    在渐开线直齿圆柱齿轮的相关参数中，齿轮模数是齿轮的主要设计参数，也是齿轮传动产生噪音的一个重要因素。一对齿轮啮合时，啮合齿轮之间的相互弯曲作用应力，使得齿轮的齿形产生弯曲弹性变形，在离开啮合后，齿形经过弹性变形的回弹又恢复原来的齿形状态，从而产生振动和噪音。而轮齿的弯曲刚度又与模数成正比，所以模数对渐开线直齿圆柱齿轮噪音的产生有关键的影响。    （3）齿轮宽度b及辐板厚度h对传动噪音与振动的影响    齿宽变化会引起噪声改变。因为齿宽不同，能量衰减的程度就不同。齿宽大的齿轮由于接触的点和线较多，其衰减性能好，噪声也低。另外，齿轮辐板的厚度对噪音的大小也有

6、影响。    2.3加工过程诸因素对齿轮传动噪音与振动的影响    （1）“压力角偏差”的影响在齿轮加工过程中，不论是滚齿、插齿、剃齿还是磨齿，齿轮的齿形都取决于加工刀具分度圆上的压力角。若在加工过程中，刀具分度圆上的压力角偏离了理论值，从而形成齿形的“压力角偏差”，那么齿轮啮合中就必然会噪音和振动。    （2）“齿形偏差”的影响在齿轮加工过程中，如果加工方法是采用范成法加工，在同一个齿面上所含的加工刀数越多，形成的加工包络曲线数量越多，等于齿面曲线形成的直线越短、越密集，齿面相对就越光滑，反之就越粗糙，从而形成了“齿形偏差”，这是不可抗拒的加工原理上的加工误差。    （3）齿侧

7、间隙的影响在齿轮中，齿侧间隙是决定齿轮传动噪音的重要因素。齿侧间隙过大是由于加工过程中，加工刀具的切向深度过深，反之就是切向深度不足。齿侧间隙过大时，由于齿侧间隙留有一定的余量，使得一对相互传递转速的齿轮产生角速度差，传动中齿面的相互撞击、振动是噪音产生的主要因素，齿侧间隙过小，齿轮传动过程中齿间楔入会产生非正常的摩擦和径向振动，还会破坏正常的润滑油膜，也破坏了油膜吸附噪音的功能。    2.4传动系统中其它部件对齿轮传动的噪音影响    （1）齿轮传动是